Ενδεικτικά Στάδια Ανάπτυξης Φαρµάκων (>10 έτη, >1 δισ. )

Σχετικά έγγραφα
Ενδεικτικά Στάδια Ανάπτυξης Φαρµάκων (>10 έτη, >1 δισ. )

Ενδεικτικά Στάδια Ανάπτυξης Φαρµάκων (>10 έτη, >1 δισ. )

1. Εισαγωγή. Ενδεικτικά Στάδια Ανάπτυξης Φαρµάκων (>10 έτη, >1 δισ. )

Κεφάλαιο 5. Αλληλεπίδραση Φαρμακομορίων-Μακρομορίων

[1] Εύρεση διαμορφωμερών ελάχιστης ενέργειας με χρήση του προγράμματος

Επισηµάνσεις ΧΗΜΙΚΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ στη ΦΑΡΜΑΚΟΧΗΜΕΙΑ

Εύρεση διαμορφωμερών ελάχιστης ενέργειας με χρήση του προγράμματος Spartan 08 v

ΘΕΜΑ 1ο: Πολλαπλής Επιλογής

Οργανική Χημεία της συντήρησης (ή γενική οργανική χημεία για συντηρητές)

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 4 η : Ιοντικοί Δεσμοί Χημεία Κύριων Ομάδων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

Ζαχαριάδου Φωτεινή Σελίδα 1 από 7

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Για τις ερωτήσεις Α1 έως Α3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

[1] Εύρεση διαµορφωµερών ελάχιστης ενέργειας µε χρήση του

πρωτεϊνες νουκλεϊκά οξέα Βιολογικά Μακρομόρια υδατάνθρακες λιπίδια

Ι. Ντότσικας, Επ. Καθηγητής Φαρμακευτικής ΕΚΠΑ. Οι κυκλοδεξτρίνες (cyclodextrins, CDs)

Οξέα και Βάσεις ΟΡΙΣΜΟΙ. Οξύ Βάση + Η +

Ο ρόλος των φυσικοχημικών/μοριακών ιδιοτήτων στο σχεδιασμό των φαρμάκων. Πλοήγηση στο φαρμακομοριακό χώρο. Άννα Τσαντίλη-Κακουλίδου

1.1. Να γράψετε στο τετράδιό σας το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση:

Κεφ. 12 ΛΙΠΙ ΙΑ ΚΑΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 8 η : Υγρά, Στερεά & Αλλαγή Φάσεων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

ΙΟΝΤΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΟΞΕΑ ΒΑΣΕΙΣ ΙΟΝΤΙΚΑ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ

Εθνικόν και Καποδιστριακόν Πανεπιστήμιον Αθηνών ΤΜΗΜΑ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ Τομέας Φαρμακευτικής Χημείας. Ιωάννης Ντότσικας. Επικ.

3) Ιωάννης Νικολάου, Επίκουρος Καθηγητής Γραφείο 404, 4ος όροφος κτιρίου Βιολογίας/Φαρμακευτικής.

ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΜΟΡΙΩΝ. Στοιχείο O C H N Ca P K S Na Mg περιεκτικότητα % ,5 1 0,35 0,25 0,15 0,05

Περίληψη 1 ου Κεφαλαίου

ÈÅÌÁÔÁ 2011 ÏÅÖÅ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΧΗΜΕΙΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. ΘΕΜΑ 1 ο. ΘΕΜΑ 2 ο δ δ α. Λ β. Λ γ. Σ δ. Λ ε.

Μια πρόταση παρουσίασης με

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 5 η : Ομοιοπολικοί δεσμοί & μοριακή δομή. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 21 / 09 /2014

ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ. 2 η θεματική ενότητα: Χημικοί δεσμοί και μοριακές ιδιότητες

Κατανομή μετάλλων και αμετάλλων στον Π.Π.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο H XHΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ. Χημεία της ζωής 1

Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις

Κεφάλαιο 3. Διεργασίες στη διεπιφάνεια υγρούστερεού

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ

Περιοδικό Σύστημα Ιστορική Εξέλιξη

πρωτεΐνες πολυμερείς ουσίες δομούν λειτουργούν λευκώματα 1.Απλές πρωτεΐνες 2.Σύνθετες πρωτεΐνες πρωτεΐδια μη πρωτεϊνικό μεταλλοπρωτεΐνες

Μοριακή Γεωμετρία Πολικότητα των Μορίων. Εισαγωγική Χημεία

Ασκήσεις. Γράψτε μια δομή Lewis για καθένα από τα παρακάτω μόρια και βρείτε τα τυπικά φορτία των ατόμων. (α) CΟ (β) ΗΝO 3 (γ) ClΟ 3 (δ) ΡΟCl 3

Παράγοντες που εξηγούν τη διαλυτότητα. Είδη διαλυμάτων

Δελτίο μαθήματος (Syllabus): ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ Ι. Κωδικός μαθήματος: 48 Κύκλος/Επίπεδο σπουδών: Προπτυχιακό Εξάμηνο σπουδών: 5ο εξάμηνο

ΠΟΙΑ ΕΙΝΑΙ Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΩΝ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ ΚΑΙ ΠΟΙΑ Η ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΟΥΣ ΣΤΗ ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΟΞΕΟΒΑΣΙΚΗΣ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ;

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

KΕΦΑΛΑΙΟ 1ο Χημική σύσταση του κυττάρου. Να απαντήσετε σε καθεμιά από τις παρακάτω ερωτήσεις με μια πρόταση:

2). i = n i - n i - n i (2) 9-2

Φυσική Στερεών στις Πρωτεΐνες

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Ζαχαριάδου Φωτεινή Σελίδα 1 από 7. Γ Λυκείου Κατεύθυνσης Κεφάλαιο 3: Οξέα, Βάσεις, Ιοντική ισορροπία Θέµατα Σωστού / Λάθους Πανελληνίων, ΟΕΦΕ, ΠΜ Χ

ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ (ΕΚΠΑ) ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚ.ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ

ΤΕΣΤ 30 ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΧΗΜΕΙΑΣ

ΑΜΙΝΕΣ. Νικόλαος Αργυρόπουλος

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ

ΟΞΕΑ ΒΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΙΟΝΤΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ

Ανάλυση Τροφίμων. Ενότητα 9: Υδατική ισορροπία Οξέα και βάσεις Τ.Ε.Ι. ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ακαδημαϊκό Έτος

(Από το βιβλίο Γενική Χημεία των Ebbing, D. D., Gammon, S. D., Εκδόσεις Παπασωτηρίου )

Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί

ΓΙΝΟΜΕΝΟ ΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑΣ (2) ΕΡΗ ΜΠΙΖΑΝΗ 4 ΟΣ ΟΡΟΦΟΣ, ΓΡΑΦΕΙΟ

! Η θεωρία αυτή καλύπτεται στο σχολικό βιβλίο, στις αντιδράσεις αντικατάστασης στην

Εφαρμογές αρχών φαρμακολογίας

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΜΑΤΑ

ΚΑΝΟΝΕΣ ΚΛΑΣΜΑΤΩΝ ΙΟΝΙΣΜΟΥ ΓΙΑ ΔΙΠΡΩΤΙΚΑ ΟΞΕΑ Στην περίπτωση διπρωτικού οξέως µε σταθερές pk A και pk B ελέγχουµε την τιµή του ph 1η περίπτωση.

Κροκίδωση Συσσωμάτωση Χημική κατακρήμνιση Πηγή: Μαρία Λοϊζίδου, ΕΜΠ, Αθήνα 2006

Περίληψη Κεφαλαίου 4

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 12 η : Υδατική ισορροπία Οξέα & βάσεις. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

1.2. Να γράψετε στο τετράδιό σας την παρακάτω πρόταση. συμπλήρωσή της. Από τα παρακάτω ζεύγη ουσιών ρυθμιστικό διάλυμα είναι το α. HF / NaF.

ΙΟΝΤΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΥΔΑΤΟΣ - ΥΔΡΟΛΥΣΗ. ΕΡΗ ΜΠΙΖΑΝΗ 4 ΟΣ ΟΡΟΦΟΣ, ΓΡΑΦΕΙΟ

Η ανόργανη θρέψη των φυτών

Διάλεξη 7: Μοριακή Δομή

ΦΑΡΜΑΚΟΚΙΝΗΤΙΚΗ ΦΑΡΜΑΚΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

ÊÏÑÕÖÇ. 1.2 Το ph υδατικού διαλύµατος ασθενούς βάσης Β 0,01Μ είναι : Α. Μεγαλύτερο του 12 Β. 12 Γ. Μικρότερο του 2. Μικρότερο του 12 Μονάδες 5

BΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ

ΧΗΜΕΙΑ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2006 ÈÅÌÅËÉÏ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

1.2. Να γράψετε στο τετράδιό σας την παρακάτω πρόταση. Από τα παρακάτω ζεύγη ουσιών ρυθµιστικό διάλυµα είναι το α. HF / NaF.

Άτομο: Η μικρότερη μονάδα ενός στοιχείου που διατηρεί τις χημικές του ιδιότητες

[ ] [ ] CH3COO [ ] CH COOH. Cοξ. Cαλ

1. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. 19. Βλέπε θεωρία σελ. 9 και 10.

ΧΗΜΕΙΑ Γ' ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. + SO 4 Βάσεις είναι οι ενώσεις που όταν διαλύονται σε νερό δίνουν ανιόντα υδροξειδίου (ΟΗ - ). NaOH Na

Ενεργότητα και συντελεστές ενεργότητας- Οξέα- Οι σταθερές ισορροπίας. Εισαγωγική Χημεία

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

τα βιβλία των επιτυχιών

Περιήγηση στο εσωτερικό του Κυττάρου. Φώτης Καρβέλης

Οι πρωτεΐνες δομούνται από ένα σύνολο αμινοξέων. 1/10/2015 Δ.Δ. Λεωνίδας

Μοριακή Αναγνώριση Εισαγωγή Σταθερές σύνδεσης και αποχωρισµού. [A][B] k d = [AB] [ΑΒ] k i = [Α][Β] Κεφάλαιο

Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΧΗΜΕΙΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

Κυκλικοί υδρογονάνθρακες

Άσκηση 5η. Οξέα Βάσεις - Προσδιορισμός του ph διαλυμάτων. Πανεπιστήμιο Πατρών - Τμήμα ΔΕΑΠΤ - Εργαστήριο Γενικής Χημείας - Ακαδ.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ - ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

1.1. Να γράψετε στο τετράδιό σας το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση:

ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ

ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΙΟΝΤΙΚΟΣ Ή ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ

Οργανική Χημεία ΕΝΟΤΗΤΑ 6: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΤΟΥΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥΣ ΤΟΥΣ. Ε. Αμανατίδης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 ο ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΚΑΤΑΛΥΣΗΣ

Επιμέλεια: Καρνάβα Σοφία

Χηµεία-Βιοχηµεία Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου 2001

Α.2 Από τα παρακάτω ζεύγη στοιχείων ευγενή αέρια είναι: α. 12 Mg και 20 Ca β. 2 He και 18 Αr γ. 6 C και 14 Si δ. 17 Cl και 35 Br

ΜΑΘΗΜΑ 3ο ΜΕΡΟΣ Γ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΕΣ

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. Φατούρος Ιωάννης Αναπληρωτής Καθηγητής

Transcript:

1 Ενδεικτικά Στάδια Ανάπτυξης Φαρµάκων (>10 έτη, >1 δισ. ) εντοπισµός αρχικών βιοδραστικών δοµών (hit compounds), π.χ. pic 50 = log(1/ic 50 ) ~ 5-6 µετάβαση σε ενώσεις οδηγούς (lead compounds), π.χ. pic 50 = log(1/ic 50 ) ~ 7 δοµική βελτιστοποίηση των ενώσεων οδηγών προς νέες χηµικές οντότητες (new chemical entities, CEs): π.χ. διαλυτότητα, λιποφιλία, διαπερατότητα, in-vitro µεταβολισµός και τοξικότητα (AMES, herg channels, phospolipidosis), προ-κλινικές µελέτες CEs (in-vivo αποτελεσµατικότητα σε πειραµατόζωα) κλινικές µελέτες CEs (Phase I-III), οδηγούν σε κυκλοφορία (launch) νέου φαρµάκου [στη βιβλιογραφία αναφέρεται και ως new medical/molecular entity (ME) ή active pharmaceutical ingredient (API)] post-launch (Phase IV)

2 Σηµειώνεται ότι στο παραπάνω σχήµα δεν περιλαµβάνονται τα χηµειοθεραπευτικά µε χρήση στην αντιµετώπιση λοιµώξεων. Εάν συµπεριληφθούν και αυτά, τότε το ποσοστό διακοπής της ανάπτυξης των CEs για φαρµακοκινητικούς λόγους αγγίζει το 40%. Ο χηµικός χώρος (chemical space) ενώσεων µικρού µοριακού βάρους (<500 Da) που θα µπορούσαν να έχουν κάποια βιολογική/φαρµακολογική δράση είναι σχεδόν άπειρος. Ανεξερεύνητος Γνωστά µόρια ~100 εκατοµµύρια (10 8 ) @ CAS

3 Στερεοχηµικοί Παράγοντες και Βιολογική ράση 2 ατροπίνη 9-αµινοακριδίνη νικοτίνη Bασικές Θεωρήσεις οµικό Υπόβαθρο αρωµατικοί, κυκλοπεντανικός, ριβόζη, κυκλοπεντενικός ~ επίπεδοι κυκλοβουτανικός, κυκλοεξενικός, κυκλοεξανικός πτυχωµένοι (puckered) 2 2 2 2 αµφεταµίνη S P logp 2,4 25,54 1,35 4,0 15,49 1,19 12,2 7,76 0,89 S: διαλυτότητα στο νερό, g/100ml P: συντελεστής µερισµού στο σύστηµα οκτανόλης/νερού Λιποφιλία = Υδροφοβία Πολικότητα

4 Στερεοχηµική Παρεµπόδιση εστεροποίηση σερίνο-β-λακταµάσες βιολογική δράση µεθικιλλίνη S λιδοκαΐνη διαµόρφωση??? Br βρετύλιο + I I 2 I I 2 I τριιωδοθυρονίνη I I θυροξίνη

5 Οπτικής Ισοµέρεια Tαυτόσηµη Βιολογική ράση (ΣΠΑΝΙΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ) in vitro & in-vivo α) δεν υπάρχει ειδικός υποδοχέας, ή β) το ασύµµετρο άτοµο του φαρµακοµορίου δεν συµµετέχει στην αλληλεπίδραση µε τον υποδοχέα, ή γ) η αλληλεπίδραση φαρµάκου-υποδοχέα γίνεται µόνο µε δύο σηµεία, R 1 R 2 5 δοµή βαρβιτουρικών Cl χλωροκίνη S προµεθαζίνη κοκαΐνη in vivo ή δ) γίνεται εκλεκτική in vivo µετατροπή του αδρανούς εναντιοµερούς στο δραστικό εναντιοµερές. ιµπουπροφαίνη

6 ιστιδάση Ανταγωνιστική Βιολογική ράση (ΣΠΑΝΙΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ) ντοπαµινεργική 2 ιστιδίνη αποµορφίνη ιαφορετικό Μέγεθος Βιολογικής ράσης (δηλ. Ευτοµερές και υστοµερές) (ΣΥΝΗΘΕΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ) + * * ακετυλο-β-µεθυλοχολίνη ισοπρεναλίνη * λεβορφανόλη νικοτίνη 2 * * * προπρανολόλη λαβετόλη

7 δεσοξυεπινεφρίνη (επινίνη) δόµηση οπτικής ισοµέρειας Cl * Cl Cl α-(2,4,5)-τριχλωροφαινοξυπροπιονικό οξύ

8 Βιοµετατροπές α) Ρυθµός * * προπρανολόλη εξοβαρβιτάλη β) Τρόπος 4 (+)-εναντιοµερές * (-)-εναντιοµερές γλουτεθιµίδη C3 * R(+)-εναντιοµερές R,S(-)-αλκοόλη 7 S(-)-εναντιοµερές βαρφαρίνη 7-υδροξυβαρφαρίνη ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ιάβαση Βιοµεµρανών µε Ενεργή Μεταφορά/Αποβολή -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

9 Πάντως, πρέπει να τονισθεί ότι η πλέον σηµαντική και πιθανή περιοχή εµφάνισης εναντιοεκλεκτικότητας είναι οι ειδικοί υποδοχείς/ένζυµα των φαρµακοµορίων. Γεωµετρική Ισοµέρεια στ 130 ο C, ευδιάλυτο pk a 1 = 1,9 pk a 2 = 6,2 µηλεϊνικό οξύ στ 287 ο C, δυσδιάλυτο pk a 1 = 3,0 pk a 2 = 4,5 φουµαρικό οξύ οιστραδιόλη διαιθυλοστιλβεστερόλη -: 1,099 nm -: 1,185 nm -: 0,711 nm

10 ιαµόρφωση & ιαµορφωµερή Θεωρίες Αλληλεπίδρασης

11 zipper RSMD = (Σx i ) 2 /n οµή µεθοτρεξάτης

12 induced feet

13 µοριακή προσοµοίωση ιαµορφωµερή κρύσταλλοι Br - + βρωµιούχος ακετυλοχολίνη 3 C + C 3 C 3 µορφή ηµι-δακτυλίου της βρωµιούχου ακετυλοχολίνης σε κρυσταλική κατάσταση

14 διάλυµα + αντί + πλάγια + διαβαθµισµένες διαµορφώσεις εκλειπτική διαµόρφωση (ηµι)δύσκαµπτα I - + I - + ιωδιούχο Ε(trans)-2-ακετοξυκυκλοπρόπυλο τριµεθυλαµµώνιο ιωδιούχο Z(cis)-2-ακετοξυκυκλοπρόπυλο τριµεθυλαµµώνιο διαµορφωµερή F R: R R ισηµερινό-οη αξονικό-οη 4-(4-υδροξυπιπεριδινο)-4-φθοροβοuτυροφαινόνη (ηµι)δύσκαµπτα R R ισηµερινό-οη αξονικό-οη

15 διαµορφωµερές (ηµι)δύσκαµπτο 2 2 ντοπαµίνη αντι-διαµόρφωση αποµορφίνη διαµορφωµερές (ηµι)δύσκαµπτο 2 2 σεροτονίνη αντι-διαµόρφωση (ηµι)δύσκαµπτο παράγωγο της σεροτονίνης

16 Φυσικοχηµικές Ιδιότητες και Βιολογική ράση Λιποφιλία (Λιποφιλικότητα) (lipophilicity, la lipophilie) Λιποφιλία = Υδροφοβία Πολικότητα Η λιποφιλία αναφέρεται στην ενεργητική κίνηση µιας ουσίας προς το περισσότερο λιπόφιλο περιβάλλον Η υδροφοβία ορίζεται ως η παθητική αποµάκρυνση της ουσίας από το υδρόφιλο περιβάλλον Μόρια µη πολικών ουσιών όταν βρεθούν µέσα σε υδατικό περιβάλλον προσεγγίζουν µεταξύ τους ως αποτέλεσµα της αµοιβαίας άπωσης τους από το νερό έτσι ώστε να καταλαµβάνουν τη µικρότερη δυνατή επιφάνεια. Λιποφιλία συντελεστή µερισµού (P) αποτιµάται ως logp µιας-µοναδικής ηλεκτρονιακής µορφής (single electrical species) logp = log(c organic /C aqueous ) νόµος erst logp oct (ή logp o/w )

17 συντελεστής κατανοµής (D) αποτιµάται ως logd logd = log(f x P + f I x P I ) pk a =9.6 Αλπρενολόλη C 2 pk a =4.2 Μεφεναµικό οξύ

18 µ-αµινοφαινόλη όχι εκτεταµένος ιονισµός logd=log(f x P + 0) => logd = logf + logp => logp=logd + log(1/f Ν ) logp=logd + Q Q µονοπρωτικά οξέα log(1 + 10 p pκa ) µονοπρωτικές βάσεις log(1 + 10 pκa - p ) διπρωτικά οξέα log(1 + 10 p - pκa1 + 10 p - pκa1 - pκa2 ), εάν pκ a1 < pκ a2 διπρωτικές βάσεις απλοί αµφολύτες (not zwitterionic). log(1 + 10 pκa1 - p + 10 pκa1 + pκa2-2p ), εάν pk a1 > pk a2 log(1 + 10 p - pka1 + 10 pka2-p ), εάν pκ a1 (οξύ) > pk a2 (βάση) enderson-asselbach για οξύ ΗΑ p=pk a + log{[a - ]/[ΗΑ]}=> log{[a - ]/[ΗΑ]}= p pk a => [A - p pka ]/[ΗΑ]=10 => {([A - ] + [A])/[A]} 1=10 p pka p pka => 1/f 1=10 => log(1/f )=log(1 + 10 p pka ) = Q

19 enderson-asselbach για βάση Β p=pk a + log{[β]/[ηβ + ]}=> log{[β + ]/[Β]}= pk a p => [B + pka p ]/[B]=10 => {([B + ] + [B])/[B]} 1=10 pka p pka p => 1/f 1=10 => log(1/f )=log(1 + 10 pka p ) = Q πολύ εκτεταµένος ιονισµός ιοντικό ζεύγος (ion pair) φωσφορικά ανιόντα ιόντα νατρίου & καλίου, χλωριούχα Σχέση logd/συγκέντρωσης του αντισταθµιστικού ιόντος.

20 αµφολύτες που σχηµατίζουν εσωτερικά άλατα [zwitterionic ampholytes, pκ a1 (οξύ) < pk a2 (βάση)] logd = log(f x P + f Z x P Z + f A x P A + f C x P C ) µορφή διαγραµµάτων K Z = f Z / f

21 Λαβετόλη ιάγραµα Α(bell-shaped): αµφολύτες µε µικρό ποσοστό σχηµατισµού εσωτερικού άλατος στη περιοχή του ισοηλεκτρικού σηµείου (π.χ. λαβετόλη, K Z =29, pk a =2 ) Κετιριζίνη ιάγραµα B (bell-shaped): αµφολύτες µε µεγάλο ποσοστό σχηµατισµού εσωτερικού άλατος (K Z >10 4, pk a 5 )που είναι όµως αρκετά λιπόφιλο λόγω ενδοµοριακής εξουδετέρωσης των φορτίων (π.x. α- αµινοξέα, διπεπτίδια, κετιριζίνη)

22 Κεφαλεξίνη ιάγραµα Γ (U-shapped): αµφολύτες µε µεγάλο ποσοστό σχηµατισµού υδρόφιλου εσωτερικού άλατος (K Z >10 4, pk a 5, π.χ.κεφαλεξίνη) πειραµατικός προσδιορισµός logp ανακινούµενη φιάλη (shake-flask) πρόβλεψη logp γραµµικές προσεγγίσεις συστήµατα θραυσµάτων logp=σa n f n + ΣQ Leo-ansch (ClogP) συστήµατα ατοµικών συνεισφορών logp=σa i α i Moriguchi (MlogP)

23 µη-γραµµικών µοντέλων Νευρωνικά ίκτυα (ΑΝΝ: Artificial eural etworks). ALGPs MedChem Designer (S+logP) πρόβλεψη logd υπολογισµό logp & υπολογισµό pκ a MedChem Designer (S+logD)

24 ιαπερατότητα µέσω βιολογικών µεµβρανών ρευστό µωσαϊκό φωσφολιπιδίων

25

26

27 Παθητική ιαπερατότητα αιµατοεγκεφαλικός φραγµός(bbb) Ιονιζόµενες ενώσεις: logd opt ~2 σε p=7.4. Γενικά: 1<logD 7,4 <3 διέρχονται τον ΑΕΦ Μη ιονιζόµενες ενώσεις: logp opt ~2 βλεννογόνος στόµατος logp opt =4,2 και logp opt =5,4 για οξέα και βάσεις αντίστοιχα γαστρεντερική απορρόφηση logp opt =2 και logp opt =1,4 για οξέα και βάσεις αντίστοιχα

28 αυξηµένη λιποφιλία οδηγεί σε Η αρχή της ελάχιστης λιποφιλίας παρατεταµένη παραµονή µιας ουσίας στον οργανισµό µε αποτέλεσµα την εµφάνιση αθροιστικών φαινοµένων, αύξηση της τοξικότητας. Έχει διαπιστωθεί από µελέτες ότι η τοξικότητα σχετίζεται θετικώς γραµµικά µε τη λιποφιλία. Ο Richer είχε διατυπώσει ήδη από τα τέλη του 19 ου αιώνα την άποψη, ότι όσο λιγότερο διαλυτές είναι οι ουσίες τόσο είναι και περισσότερο τοξικές (le moins soluble, le plus toxique), επαγωγή των µικροσωµικών ενζύµων, λόγω της τάσης του οργανισµού για άµυνα έναντι λιπόφιλων ουσιών (δεδοµένου ότι τα µικροσωµικά ένζυµα εµπλέκονται στο µεταβολισµό των φαρµάκων και άλλων ξενοβιοτικών οι συνέπειες είναι απρόβλεπτες), προβλήµατα στη µορφοποίηση του τελικού προϊόντος. Ο ansh διατύπωσε την αρχή της ελάχιστης λιποφιλίας, σύµφωνα µε την οποία ο σχεδιασµός των φαρµάκων θα πρέπει να προσανατολίζεται/στοχεύει σε ενώσεις που προκαλούν την επιθυµητή δράση και έχουν την ελάχιστη λιποφιλία Η αρχή της ελάχιστης λιποφιλίας είναι ιδιαίτερα σηµαντική για ενώσεις που διέρχονται τον αιµατοαιγκεφαλικό φραγµό και δρουν στο ΚΝΣ. Όπως ήδη αναφέρθηκε, η άριστη τιµή logd opt σε p=7,4 για τη διαπερατότητα του αιµατοεγκεφαλικού φραγµού είναι περίπου ίση µε 2. Ωστόσο έχει διαπιστωθεί ότι ενώσεις µε logp~2 προκαλούν, ανεξάρτητα από οποιαδήποτε άλλη δράση έχουν, καταστολή στο ΚΝΣ. Συνεπώς προκειµένου για αναλγητική δράση ο σχεδιασµός δεν πρέπει να εστιάσει σε ενώσεις µε logd~2. Για παράδειγµα, είναι προτιµότερο η εµφάνιση της κεντρικής αναλγητικής δράσης φαρµακοµορίων να οφείλεται στη µεγάλη συγγένεια των ενώσεων για τους υποδοχείς και όχι στην ευκολία τους ως προς το διέλθουν τον αιµατοεγκεφαλικό φραγµό. Χαρακτηριστικό παράδειγµα αποτελεί η µορφίνη, η οποία εµφανίζει χαµηλό συντελεστή κατανοµής (logd 7,4 =0,07), έχει όµως εξαιρετικά µεγάλη ενδογενή δραστικότητα, έτσι ώστε παρόλο που περνάει σε µικρά ποσοστά στο ΚΝΣ, εµφανίζει ισχυρή αναλγητική δράση.

29 Η αρχή της ελάχιστης λιποφιλίας είναι ιδιαίτερα σηµαντική επίσης στις περιπτώσεις που οι ενώσεις δρουν στην περιφέρεια και είναι επιθυµητός ο αποκλεισµός τους από το ΚΝΣ, ώστε να µειώνονται οι ανεπιθύµητες ενέργειες. για ουσίες µε χαµηλή συγγένεια προς τους υποδοχείς στο ΚΝΣ. Γενικά, εφόσον παρατηρείται παραβολική σχέση µεταξύ (ανεπιθύµητης) δράσης στο ΚΝΣ & λιποφιλίας αποκλεισµός από το ΚΝΣ να γίνεται µε µείωση και όχι µε αύξηση της λιποφιλίας,.. Η προπρανολόλη, β-αναστολέας πρώτης γενεάς είναι αρκετά λιπόφιλο µόριο (logd=3,03, σε φυσιολογικό p). Η διαπίστωση ότι για την εµφάνιση β-ανασταλτικής δράσης δεν είναι απαραίτητη υψηλή λιποφιλία οδήγησε σε υδρόφιλα µόρια όπως η ατενολόλη (logd=-2,00, σε φυσιολογικό p).

30 Φαινόµενα σύνδεσης και φυσικοχηµικές ιδιότητες. Η ενέργεια των δεσµών των µορίων που αλληλεπιδρούν είναι αντιστρόφως ανάλογη της διηλεκτρικής σταθεράς D του µέσου που βρίσκονται ισχυρότερη στο υδρόφοβο ενεργό κέντρο των πρωτεϊνών όπου D είναι 2-5 σε σύγκριση µε το νερό που είναι D~80.

31 υδρόφοβη σύνδεση µικροµορίου-µακροµορίου αύξηση της εντροπίας του νερού G= Η-T S υδρόφοβη σύνδεση µικροµορίων µε τα µακροµόρια γραµµική σχέση µε logp και όχι logd δοµικά συγγενείς ενώσεις τάση των µορίων του νερού να αποφύγουν τις υδρόφοβες επιφάνειες καθορίζεται από τα αντίστοιχα µη-πολικά τµήµατά τους

32 Ισοστέρεια Lagmuir (1919) ενώσεις ή οµάδες ατόµων µε ίδιο αριθµό ατόµων, ίδιο άθροισµα ηλεκτρονίων σθένους & ίδιο καθαρό φορτίο 2 & C (10 ηλεκτρόνια σθένους) 2 & C 2 (16 ηλεκτρόνια σθένους) - 3 & C - (16 ηλεκτρόνια σθένους) κετένιο (C 2 2 Ο, 2 C=C=, 16 ηλεκρόνια σθένους) & διαζωµεθάνιο (C 2 2, 2 C= + = -, 16 ηλεκτρόνια σθένους) ατόµων Grimm (1925) χηµικές οµάδες µε ίδιο συνολικό αριθµό ηλεκτρονίων σθένους αλλά όχι ίδιο αριθµό αρχή της εκτόπισης µε υδρίδιο (hydride displacement law) διαδοχική προσθήκη υδριδίου σε άτοµο οδηγεί σε «ψευδοάτοµο» (pseudoatom) µε ιδιότητες αντίστοιχες του ατόµου µε τον αµέσως επόµενο µεγαλύτερο ατοµικό αριθµό Grimm's ydride Displacement Law C F e C F C 2 2 2 C 3 3 C 4 τα άτοµα/«ψευδοάτοµα» κάθε στήλης παρουσιάζουν ταυτόσηµο άθροισµα ηλεκτρονίων σθένους (4, 5, 6, 7 και 8 αντίστοιχα)

33 Erlenmeyer (1932) άτοµα, ιόντα ή µόρια που η περιφερική στοιβάδα ηλεκτρονίων (K, L, M,, P, Q) µπορεί να θεωρηθεί ταυτόσηµη άτοµα ίδιας στήλης στον περιοδικό πίνακα S &, F & Cl, C & Si Cl & C ή SC Lagmuir + Grimm + Erlenmeyer κλασσικά ισοστερή

34 Βιοϊσοστέρεια κλασσικά βιοϊσοστερή Friedman (1951) άτοµα ή µόρια που ακολουθούν σε γενικές γραµµές την κλασσική ισοστέρεια και παρουσιάζουν επιπλέον παρόµοια βιολογική δράση, η οποία µπορεί να είναι και ανταγωνιστική Thornber (1979) µη-κλασσικά βιοϊσοστερή οµάδες ή µόρια που έχουν παρόµοιες φυσικοχηµικές ιδιότητες και προκαλούν σε γενικές γραµµές παρόµοια βιολογική δράση Burger (1991) ενώσεις ή οµάδες µε περίπου ίδιο µοριακό όγκο και σχήµα και την ίδια κατανοµή ηλεκτρονίων και τα οποία εµφανίζουν ανάλογες φυσικές ιδιότητες Meanwell (2011) οµοιότητα στη βιοχηµική δράση (biochemical mimicry) δοµικών υποβάθρων που µπορεί να διαφέρουν σηµαντικά σε ηλεκτρονικές, φυσικοχηµικές και στερεο-τοπολογικές ιδιότητες µη-κλασσικά βιοϊσοστερή οµοιότητα στη βιοχηµική δράση (biochemical mimicry) + οµοιότητα σε µια ή περισσότερες φυσικοχηµικές ιδιότητες => µέγεθος, µορφή, ηλεκτρονιακή κατανοµή, πολωσιµότητα, διπολική ροπή, πολικότητα, λιποφιλία και βαθµός ιονισµού. χρησιµότητα => αύξηση της βιοδραστικότητας, τη διεύρυνσης της εκλεκτικότητας, την τροποποίηση των συνολικών φυσικών ιδιοτήτων, την ανακατεύθυνσης του µεταβολισµού, την τροποποίηση των µοριακών τοξικοφόρων και την απόκτηση πνευµατικών δικαιωµάτων σηµαντικό => οµάδες βιοϊσοστερείς προς ένα βιολογικό στόχο για άλλον ίσως όχι

35

36 κανόνας του πέντε (rule of five, Ro5) Lipinski (1997) => 2245 ενώσεις µη ευνοϊκά µοριακά χαρακτηριστικά για την απορρόφηση των φαρµάκων που χορηγούνται per os. Μη ευνοϊκά µοριακά χαρακτηριστικά είναι: µοριακό βάρος > 500 συντελεστής µερισµού logp > 5 [Το όριο της τιµής 5 ισχύει για την περίπτωση που η τιµή logp έχει υπολογισθεί µε το σύστηµα θραυσµάτων Leo-ansch (ClogP). Στην περίπτωση υπολογιστικής πρόβλεψης µε το σύστηµα των ατοµικών συνεισφορών Moriguchi (MlogP) το όριο είναι 4,15] περισσότερες από 5 θέσεις δότου πρωτονίου σε δεσµό υδρογόνου στο µόριο (εκφρασµένο ως το άθροισµα όλων των οµάδων s και s στο µόριο) περισσότερες από 10 θέσεις δέκτη πρωτονίου σε δεσµό υδρογόνου στο µόριο (εκφρασµένο ως το άθροισµα όλων των ατόµων s και s στο µόριο) Εάν µία ένωση έχει δυο τουλάχιστον από τα παραπάνω χαρακτηριστικά αναµένεται να εµφανίζει προβλήµατα στην παθητική διαπερατότητά της διαµέσου βιο-µεµβρανών, στην απορρόφησή της per os, στη διαλυτότητά της και γενικά στη βιοδιαθεσιµότητά της.

37 Βιοφαρµακευτικό σύστηµα ταξινόµησης των φαρµάκων (biopharmaceutical classification system, BCS) Τάξη 1: υψηλή διαλυτότητα υψηλή διαπερατότητα (S P) Τάξη 2: χαµηλή διαλυτότητα υψηλή διαπερατότητα (LS P) Τάξη 3: υψηλή διαλυτότητα χαµηλή διαπερατότητα (S LP) Tάξη 4: χαµηλή διαλυτότητα χαµηλή διαπερατότητα (LS LP) εµβαδόν πολικής επιφάνειας (polar surface area, PSA) επιφάνεια van der Waals Ν + Ο + Η(-Ν, -Ο) area, TPSA) τοπολογικό εµβαδόν της πολικής επιφάνειας των µορίων (topological polar surface Σ τιµών Ν, Ο, P, S